负数居然比正数大?无符号整型与整形混用的后果

简介: 负数居然比正数大?无符号整型与整形混用的后果

在之前写一个代码的过程中,没有注意细节,对于一个文件的大小,就默认定义为unsigned int类型了,然后,每次遍历一段之后,就减去遍历的长度,这个unsigned int类型的值,在正常的测试下,并没有出现什么问题,但是到了真正的压力测试,大量的fuzzer来进行测试的时候,出现了一个看起来很奇怪的bug,正数居然比负数小?这是什么原因?我们看看下面的代码:

  int v1 = -1;
  unsigned int v2 = 5;
  if (v2 < v1)
  {
    printf("error\n");
  }
  else
  {
    printf("rigth\n");
  }

按照我们的思路,该代码输出的肯定是right,因为很明显5比-1要大。但是最终输出的结果是:

image.png

说明在比较的时候,确实-1大于了5?为什么会这样呢?接下来我们来看一段汇编:

  int v1 = -1;
00A5180E  mov         dword ptr [v1],0FFFFFFFFh  
  unsigned int v2 = 5;
00A51815  mov         dword ptr [v2],5  
  if (v2 < v1)
00A5181C  mov         eax,dword ptr [v2]  
00A5181F  cmp         eax,dword ptr [v1]  
00A51822  jae         main+43h (0A51833h)  
  {
    printf("error\n");
00A51824  push        offset string "error\n" (0A56B30h)  
00A51829  call        _printf (0A51320h)  
00A5182E  add         esp,4  
  }
  else
00A51831  jmp         main+50h (0A51840h)  
  {
    printf("rigth\n");
00A51833  push        offset string "rigth\n" (0A56B38h)  
00A51838  call        _printf (0A51320h)  
00A5183D  add         esp,4  
  }

这段汇编代码中我认为最重要的是:

image.png

大家注意看这条指令jae,这条汇编跳转指令比较的是两个无符号整数的值,如果我们的-1被当作一个无符号的数,那么它比5大,那也就不足为奇了。

接下来看看如果是用两个int型的变量,会有什么结果?

  int v4 = -1;
  int v3 = 5;
  if (v3 < v4)
  {
    printf("error\n");
  }
  else
  {
    printf("rigth\n");
  }

image.png

结果是rigth,也就是我们期盼的结果,那么我们再来看看汇编:

  int v4 = -1;
00DC180E  mov         dword ptr [v4],0FFFFFFFFh  
  int v3 = 5;
00DC1815  mov         dword ptr [v3],5  
  if (v3 < v4)
00DC181C  mov         eax,dword ptr [v3]  
00DC181F  cmp         eax,dword ptr [v4]  
00DC1822  jge         main+43h (0DC1833h)  
  {
    printf("error\n");
00DC1824  push        offset string "error\n" (0DC6B30h)  
00DC1829  call        _printf (0DC1320h)  
00DC182E  add         esp,4  
  }
  else
00DC1831  jmp         main+50h (0DC1840h)  
  {
    printf("rigth\n");
00DC1833  push        offset string "rigth\n" (0DC6B38h)  
00DC1838  call        _printf (0DC1320h)  
00DC183D  add         esp,4  
  }

这段汇编代码中使用的jpe汇编,是比较两个有符号整数的跳转指令:


image.png

所以我们就得到了想要的正确结果。


在写代码的过程中,要切记在表达式中混用带符号和不带符号数,因为当不带符号的数和一个带符号的负数比较时,负数会发生位拓展。


“怅寥廓,问苍茫大地,谁主沉浮?”

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